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TW201601265A - 包括蒸汽腔室及徑向鰭片總成的熱消散裝置 - Google Patents

包括蒸汽腔室及徑向鰭片總成的熱消散裝置 Download PDF

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TW201601265A
TW201601265A TW104112088A TW104112088A TW201601265A TW 201601265 A TW201601265 A TW 201601265A TW 104112088 A TW104112088 A TW 104112088A TW 104112088 A TW104112088 A TW 104112088A TW 201601265 A TW201601265 A TW 201601265A
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heat
radial
radial fin
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楊慶隆
慧玲 林
吳冠廷
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惠普發展公司有限責任合夥企業
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Abstract

在本發明之一實施例中係揭露一種用以熱接觸一發熱組件的蒸汽腔室，其包括一個開孔。一個氣流產生器係至少部分地安置在該蒸汽腔室之開孔中。一個徑向鰭片總成至少部分地圍繞著該氣流產生器延伸。

Description

包括蒸汽腔室及徑向鰭片總成的熱消散裝置
本發明係有關於一種包括蒸汽腔室及徑向鰭片總成的熱消散裝置。
一電子裝置能夠包括各種不同的電子組件，諸如一處理器、一輸入/輸出(I/O)組件、一記憶體組件、一貯存組件以及其他組件。該等電子組件在運作期間會產生發熱。
能夠使用一熱消散裝置來排散由一電子組件所產生的熱，該熱消散裝置能夠熱接觸到電子組件，以便將熱從電子組件導離。
依據本發明之一實施例，係特地提出一種熱消散裝置，其包含：一個用以熱接觸一發熱組件蒸汽腔室，該蒸汽腔室包括一開孔；一個氣流產生器，其至少部分地安置在該蒸汽腔室之開孔內；及一個徑向鰭片總成，其至少部分地圍繞該氣流產生器延伸，該徑向鰭片總成包括鰭片以及位在該等鰭片之間的流動通道，用以使藉由該氣流產生器所產生的氣流通過。
100、100-1‧‧‧熱消散裝置
102‧‧‧蒸汽腔室
104、104-1‧‧‧徑向鰭片總成
105‧‧‧內部開孔
106、107‧‧‧平坦表面
108‧‧‧開孔
110‧‧‧氣流產生器
112‧‧‧輪件
114‧‧‧葉片
116‧‧‧徑向方向、流出方向
118‧‧‧鰭片
120‧‧‧流動通道
130‧‧‧外罩
132‧‧‧內部空間
402‧‧‧發熱組件
502‧‧‧空隙
602、604‧‧‧入流方向
702、704‧‧‧步驟
對應下列圖式說明本發明之某些實施方式。
圖1係為根據某些實施方式之一熱消散裝置的一概略俯視圖；圖2係為根據某些實施方式之位於一熱消散裝置中的一蒸汽腔室之一概略俯視圖；圖3係為根據某些實施方式之可用於一熱消散裝置中的一蒸汽腔室之一部分的橫剖面圖；圖4係為根據某些實施方式熱接觸到一發熱組件之一熱消散裝置的一概略俯視圖；圖5係為根據另擇實施方式之一熱消散裝置的一概略俯視圖；圖6係為根據另擇實施方式之一熱消散裝置的一立體圖；圖7係為根據某些實施方式之形成一熱消散裝置的程序之流程圖。
當將一個熱消散裝置熱接觸到一電子組件時，熱量便能從該電子組件傳導到該熱消散裝置暴露於空氣流的表面區域。此等表面區域可為該熱消散裝置之鰭片的表面區域。經過位於該等鰭片之間的流動通道之氣流能夠將熱量承載離開該等鰭片。
隨著電子裝置(例如，筆記型電腦、平板電腦、智慧型手機、個人數位助理、行動電話等)持續不斷的縮減 尺寸，將具備足夠熱消散能力的熱消散裝置裝配到電子組件中變得越來越富挑戰性。減小一熱消散裝置之尺寸會降低其熱消散能力，以至於使得該熱消散裝置無法充分地冷卻位於電子裝置中的電子組件。熱消散不足可能導致電子裝置過熱，如此可能對於該電子裝置造成損害。
如圖1中所示，根據某些實施方式，一種熱消散裝置100包括一蒸汽腔室102、一徑向鰭片總成104、以及一氣流產生器110。圖2顯示該蒸汽腔室102，其不具備圖1之該徑向鰭片總成104以及氣流產生器110。圖3係為該蒸汽腔室102沿著圖2之3-3剖面所示的一橫剖面圖。
如圖3中所示，該蒸汽腔室102具有一外罩130，其界定出一個內部空間132，於該空間中係設置流體。蒸汽腔室102之外罩130能夠由一種熱傳導材料所形成，諸如銅、鋁以及其他材料。蒸汽腔室102之外罩130係為一密封外罩，其能夠防止內部空間132內的流體發生洩漏。儘管圖式中並未顯示，蒸汽腔室102之內部空間132包括一芯(wick)構造，用以沿著該蒸汽腔室102連通流體。位於內部空間132中的流體將熱量從該蒸汽腔室102的一第一位置(該第一位置能夠鄰接一發熱組件)承帶到該蒸汽腔室102的一第二位置(該第二位置能夠鄰接諸如圖1中之徑向鰭片總成104的一熱消散裝置)。內部空間132中的流體便能夠以大致上水平或是垂直(或是兩者)之方向從第一位置流動到第二位置(蒸汽腔室102之第一與第二位置係彼此水平且/或垂直地隔開)。
蒸汽腔室102之外罩130設置一上方平坦上表面 106以及一下方平坦表面107，如圖1到3中所示。該上方與下方平坦表面106及107係位於該外罩130的相反側上。
除此之外，蒸汽腔室102之外罩130包括一開孔108(圖2)，以便容納該氣流產生器110。另外注意到的是，徑向鰭片總成104亦具有一內部開孔105，用以容納該氣流產生器110。徑向鰭片總成104之內部開孔105能夠較該蒸汽腔室102的開孔108為大。
如圖1另外所示，該徑向鰭片總成104能夠安置在蒸汽腔室102的上方平坦表面106上。該上方平坦表面106具有一區域，其大小足以容納整個徑向鰭片總成104。徑向鰭片總成104係使用直接或是透過一熱傳導層之方式熱接觸到蒸汽腔室102的上方平坦表面106。徑向鰭片總成能夠圍繞著蒸汽腔室102的開孔108延伸，如圖1中所示。
在一另擇佈置方式中，該徑向鰭片總成104能夠安置到蒸汽腔室102的下方平坦表面107。
儘管圖1中未顯示，一發熱組件亦能夠熱接觸到蒸汽腔室102的平坦表面106或107。如另一範例，發熱組件能夠熱接觸到蒸汽腔室102之兩個平坦表面106與107。
氣流產生器110能夠至少部分地安置在蒸汽腔室102的開孔108內。儘管圖式中未顯示，該氣流產生器110能夠包括附裝機構(例如附裝調整片與螺栓)，以便將氣流產生器110附裝到蒸汽腔室102。氣流產生器110可為一送風機，其包括一可旋轉輪件112，以及附裝到該輪件112之外部周圍的葉片114。輪件112與葉片114之轉動會從蒸汽腔室102 的上方及下方抽吸冷卻空氣，並且以箭頭116所示之徑向方向向外推動吸入的空氣。
將氣流產生器110佈置在開孔108內能夠沿著大致上垂直於蒸汽腔室102之平坦表面106或107的方向將空氣抽入該氣流產生器110內。能夠從蒸汽腔室102之上方與下方抽吸空氣便可以增加藉由氣流產生器110所產生的冷卻空氣流量。
氣流之輸出方向能夠繞著徑向鰭片總成104的周圍延伸360度，其能夠增進熱消散裝置100的冷卻性能。此外，由於能夠從熱消散裝置100之上方與下方抽吸冷卻空氣，以及能夠以繞著徑向鰭片總成104之周圍的許多方向導引空氣，故而增加了熱消散裝置100使用的彈性。熱消散裝置100能夠用於一電子裝置其中任何一個多重佈置的組件中。
徑向鰭片總成104包括繞著該徑向鰭片總成104之周圍延伸的徑向佈置鰭片118。徑向鰭片總成104之鰭片118能夠由一熱傳導材料所形成，諸如銅、鋁以及其他材料。
徑向佈置鰭片118在接續的鰭片118對之間形成流動通道120。該流動通道120以大致上為徑向鰭片總成104的徑向方向延伸，以致於使藉由空氣產生器110向外推動的空氣能夠以徑向方向116通過該流動通道120。
更一般而言，一「徑向鰭片總成」能夠稱之為一種鰭片總成(或者是其他類型的熱消散構造)，其界定出流動通道，以便使空氣流能夠以大致上與藉由該氣流產生器110所抽吸的空氣方向相垂直之方向(例如方向116)流動。
將空氣產生器110至少部分地安置在蒸汽腔室102的開孔108中亦能夠降低該熱消散裝置100的整體厚度，以致於能夠提供一種具有較薄輪廓的熱消散裝置。具有一較薄輪廓之熱消散裝置100能夠用於一種電子裝置中，該電子裝置之一外罩內僅有少量空間。
圖4顯示一種安置到蒸汽腔室102之上方平坦表面106的發熱組件402。發熱組件402能夠另擇地安置到該蒸汽腔室102的下方平坦表面107。發熱組件402能夠直接地或者是透過一熱傳導層之方式熱接觸到表面106或107。
發熱組件402之範例能夠包括下列任何物件：一處理器、一輸入/輸出(I/O)組件、一記憶體組件、一貯存器組件以及等等。另擇地，該發熱組件402可為一散熱器，其依序熱接觸到一電子組件，該電子組件於其運作期間會產生熱量。
在圖1之範例中，徑向鰭片總成104具有一輪廓(從該徑向鰭片總成104之頂部或底部觀視時)，其形狀大致上而言係為圓形。在其他範例中，該徑向鰭片總成104之輪廓能夠具有一不同的形狀，包括一橢圓形、一多邊形、或者是一不規則之形狀。此外，熱鰭片總成104並不需要完全地圍繞空氣產生器110以及蒸汽腔室102的開孔108。例如，如圖5中所示，根據一另擇實施方式的一熱消散裝置100-1能夠使用一種熱鰭片總成104-1，其具有形狀為半圓形的輪廓。換言之，熱鰭片總成104-1之輪廓並非完全地沿著一圓形延伸，而僅是部分地圍繞該圓形，留下一段沒有任何鰭 片的空隙502。
圖6係為根據某些實施方式之該熱消散裝置100的一立體圖。如圖6中所示，冷卻空氣係以藉由箭號602與604所示之方向從蒸汽腔室102的上方或下方抽吸。方向602與604大致上係垂直於蒸汽腔室102的平坦表面106。氣流產生器110將冷卻空氣沿著方向602與604吸入徑向鰭片總成104的內部開孔105，並且以徑向方向116(圖1)將冷卻空氣導引通過位於該徑向鰭片總成104的鰭片118之間的流動通道120。該徑向方向116係大致上平行於蒸汽腔室102之平坦表面106，且大致上垂直於冷卻空氣藉由氣流產生器110所抽吸的方向602與604。
使用根據某些實施方式的一種熱消散裝置，冷卻空氣之入流方向(602且/或604)係大致上垂直於空氣藉由氣流產生器110所導引的流出方向116。藉由圖6中所示之佈置，由於藉由氣流產生器110所產生的氣流阻力降低，故而能夠增加該熱消散裝置100的效率。圖6中所示之佈置並不包括一氣流阻礙元件，其能夠阻礙到入流方向602與604或是流出方向116的空氣流動。
圖7係為根據某些實施方式形成一熱消散裝置(例如100或100-1)之一程序的流程圖。該程序包括(在步驟702)將氣流產生器110至少部分地安置在蒸汽腔室102的外罩130之開孔108內。該程序(在步驟704)進一步包括將徑向鰭片總成(例如104或104-1)安置到蒸汽腔室102。
一旦完成組立，便能夠將該熱消散裝置裝入一電 子裝置中。該熱消散裝置能夠熱接觸到一發熱組件(例如圖4中的402)。藉由該發熱組件所產生的熱量會使得位於蒸汽腔室102的內部空間132中的一流體蒸發。經加熱之蒸汽會從該蒸汽腔室102的第一位置(該位置係與發熱組件熱接觸)流動到蒸汽腔室102的第二位置(該位置係與徑向鰭片總成(例如104或104-1)熱接觸)。加熱蒸汽藉由該徑向鰭片總成冷卻而轉換回到一液態，其接著流回到該蒸汽腔室102的第一位置。
在先前說明描述中係提出許多細節，以便對本文揭露主題提供更好的理解。然而，能夠實行本發明的實施方式而無需這些細節其中某部分。其他的實施方式能夠包括對於以上所述之細節進行修改與變化。所附之請求項之目的即在於涵蓋此等修改與變化形式。
100‧‧‧熱消散裝置
102‧‧‧蒸汽腔室
104‧‧‧徑向鰭片總成
105‧‧‧內部開孔
106‧‧‧平坦表面
110‧‧‧氣流產生器
112‧‧‧輪件
114‧‧‧葉片
116‧‧‧徑向方向、流出方向
118‧‧‧鰭片
120‧‧‧流動通道

Claims (15)

  1. 一種熱消散裝置，其包含：一個用以熱接觸一發熱組件之蒸汽腔室，該蒸汽腔室包括一開孔；一個氣流產生器，其至少部分地安置於該蒸汽腔室的開孔中；一個徑向鰭片總成，其至少部分地圍繞該氣流產生器延伸，該徑向鰭片總成包括數個鰭片以及位於該等鰭片之間的數個流動通道，用以使藉由該氣流產生器所產生的氣流通過。
  2. 如請求項1之熱消散裝置，其中該徑向鰭片總成包括一開孔，用以容納該氣流產生器。
  3. 如請求項2之熱消散裝置，其中該蒸汽腔室包括一外罩，該徑向鰭片總成係與該外罩熱接觸。
  4. 如請求項3之熱消散裝置，其中該外罩係用以與該發熱組件呈熱接觸。
  5. 如請求項1之熱消散裝置，其中該等鰭片、以及位於該等鰭片之間的該等流動通道係以徑向方式佈置，以便使氣流能夠以徑向方向流動。
  6. 如請求項5之熱消散裝置，其中該氣流產生器係佈置成用以從該氣流產生器的上方與下方抽吸冷卻空氣，並以徑向方向將該冷卻空氣導引通過流動通道。
  7. 如請求項1之熱消散裝置，其中該蒸汽腔室包含一流體， 其用以將熱量由該蒸汽腔室中之用以熱接觸該發熱組件的一第一位置，承載到與該徑向鰭片總成呈熱接觸的一第二位置。
  8. 如請求項1之熱消散裝置，其中該徑向鰭片總成之輪廓係為一圓形、一半圓形、一橢圓形或是一多邊形的其中一種。
  9. 如請求項1之熱消散裝置，其中該氣流產生器包含一送風機。
  10. 如請求項1之熱消散裝置，其中該蒸汽腔室包括一個提供一平坦表面之外罩，而該徑向鰭片總成係安置於該表面上。
  11. 一種形成一熱消散裝置之方法，該方法包含：將一送風機至少部分地安置於一用以熱接觸一發熱組件之蒸汽腔室的一開孔中，該蒸汽腔室包括一外罩，其容納一用以承載熱量的流體；及將一徑向鰭片總成安置到該蒸汽腔室，該徑向鰭片總成包括數個徑向鰭片以及位於該等徑向鰭片之間的數個流動通道，其中藉由該送風機所產生的氣流係以徑向方向通過該等流動通道。
  12. 如請求項11之方法，其進一步包含將該送風機容納在該徑向鰭片總成之一開孔中。
  13. 如請求項11之方法，其中該蒸汽腔室中與該徑向鰭片總成呈熱接觸之一第一位置，係與該蒸汽腔室中用以與該發熱組件呈熱接觸的一第二位置相隔開。
  14. 一種蒸汽腔室，其包含：一外罩，該外罩界定出一內部空間，其容納一用以將熱量由該蒸汽腔室之第一位置承載到該蒸汽腔室的一第二位置之流體；及一形成於該外罩中的開孔，其用以容納一氣流產生器，該開孔使得氣流產生器能夠從該蒸汽腔室之上方與下方抽吸冷卻空氣，並且向外導引該冷卻空氣以徑向方向通過一徑向鰭片總成的數個鰭片之間的數個流動通道。
  15. 如請求項14之蒸汽腔室，其中該外罩設置一平坦表面，而該徑向鰭片總成係能夠安置於該平面上。
TW104112088A 2014-04-28 2015-04-15 包括蒸汽腔室及徑向鰭片總成的熱消散裝置 TW201601265A (zh)

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